动物的色彩

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达尔文曾指出，傲慢的人类将动物视为奴隶，却从没考虑过它们在地球上应有的与人类平等的地位。澳大利亚昆士兰大学脑研究所研究员贾斯汀·马歇尔进一步阐述了达尔文的反思：“傲慢的人类往往倾向于认为我们人类才是自然进化的巅峰之作，但事实远非如此。”从动物产生和利用自然色彩的本领看，在那些我们视为更为“原始”的动物身上，确实有很多东西是值得我们去研究和学习的。与动物王国的其他动物相比，人类对自然色彩的感知和操控能力黯然失色……

①变色龙的本领

变色龙拥有超强的变色本领。以往人们认为，它们变色是为了能在不同的环境色彩中隐藏和保护自己。而最新研究指出，它们变色主要是为了在群体中进行沟通，以及更好地展示和炫耀自己。

动物王国中有许多身体会变色的成员，如头足类动物章鱼乌贼等。不过，最为出名的当属变色龙，它们能够快速改变身体的颜色，有时是绿色，有时是黄色，上一刻还是是白色，下一刻就变成了棕色或黑色。不同种类变色龙的色彩变化的范围也不同。那么，变色龙为什么要变色呢？它们是怎样变色的呢？

以往，许多人都认为变色龙变色是为了让自己更好地与周围的环境融为一体，以躲避其他捕食性动物。而现在，根据动物学家的最新发现，变色龙变色不仅仅是为了伪装，还取决于其他一些因素，比如温度变化、光照变化等，而引起它们变色的最主要因素是它们的情绪变化（惊吓、胜利和失败等）。

新研究指出，愤怒和恐惧等情绪变化都可能引起变色龙的身体颜色发生变化，而这也成为它们和其他变色龙同伴相互沟通和传递信息，以及向同伴表达自己情绪和意图的方式。观察发现，通常情况下，皮肤粗糙的变色龙显现的是比较晦暗的褐绿色，但在它们感受到恐惧或愤怒时会变为鲜绿色，在它们意欲挑起争端或发动攻击时会变得很晦暗，而雄性在向异性求爱时会变得较为明艳而多彩。

新研究还指出，温度和光照变化也可能引起变色龙的身体颜色发生变化。比如，生活在沙漠中的纳曼卡变色龙可以利用皮肤的颜色变化来帮助调节体温：在冷冽的清晨，皮肤变成黑色有利于更有效地吸收热量；而在烈日当头的中午，皮肤变成浅灰色有利于更好地反射热量。这种变色龙甚至可以身体正中的脊柱为界，同时显示两种不同的皮肤颜色。

变色龙是怎样进化出变色能力的呢？科学家认为，如果变色龙是为了更好地伪装自己才进化出了这种能力，那么，生活在复杂环境中的变色龙应该拥有更多的色彩变化，而且不同种类变色龙的色彩变化能力应该与它们所生活的环境有关，并随着背景颜色的变化而有所变化。但是，有这种关联的证据并没有被找到。相反，科学家发现，变色龙进化出变色能力似乎另有其因。有时变色龙变色是向竞争对手示威，这是它们显示自己实力的一种方式；有时变色龙变色是自我炫耀，这是它们引诱异性同伴的一种手段。虽然它们有时也利用变色来伪装和隐蔽自己，但这显然不是变色的主要目的。

科学家指出，雄性变色龙在向异性同伴“求爱”时，它们的身体颜色会显示出较为鲜艳的色彩，这也是它们在向其他雄性竞争者显示自己的优势。但如果雄性变色龙被对方拒绝，“求爱”失利，它们的身体颜色就会变得平淡而晦暗，表达出明显的“认输”姿态。变色龙的这种互相沟通的信号通常只在非常短暂的时间内显现出来，而在大多数时间里，变色龙都以伪装色很好地将自己隐藏起来，避免被其他掠食性动物发现。

不同种类变色龙可以变化出不同的颜色，包括粉红色、蓝色、橙色、绿色、黑色、棕色、淡蓝色、黄色、青绿色和紫色。那么，变色龙是怎样变色的呢？或者说，变色龙的变色机制是什么？

与其他爬行类动物不同的是，变色龙变换皮肤颜色完全取决于皮肤表层内的色素细胞。变色龙的外层皮肤是透明的，但底下三层皮肤内有一种叫做色素细胞的特殊细胞，这种细胞的细胞质中含有可改变皮肤颜色的色素，这就是变色龙会变色的奥秘。色素是一种天然化学物质，可控制动物组织的颜色。通过某些色素细胞的变化，可令变色龙皮肤颜色发生变化。例如，如果减少黑色素细胞的数量，增加黄色素细胞的数量，变色龙的皮肤就会从黑色变成黄色。

在变色龙的三层色素细胞中，最上层为黄色素细胞和红色素细胞，细胞中分别含有黄素和红素；第二层为鸟嘌呤细胞，可以调控暗蓝色素；最下一层为黑色素细胞，细胞中所含黑色素可与上一层细胞相互交融，用来控制反射光线的明暗。色素细胞中色素颗粒的分布，决定了每种颜色的明暗程度：当色素颗粒均匀地分布于色素细胞内时，细胞显色明显；当色素颗粒集中于细胞中心时，细胞基本呈透明状。当从大脑获得相关信息时，色素细胞迅速移动色素颗粒的位置，即刻改变变色龙表层皮肤的颜色，实现颜色的多种变化。（编译 方陵生）

背景知识

变色龙的分布与历史

变色龙的学名是避役，是蜥蜴家族中一个特别的分支，属于脊索动物门中的爬行纲。目前已知的变色龙大约有160种，它们的栖息地范围从非洲、马达加斯加、西班牙和葡萄牙、整个南亚地区到斯里兰卡，并且人工引入到了美国的夏威夷、加利福尼亚州和佛罗里达州等地，从热带雨林到沙漠都有它们的栖息地。变色龙还是一些家庭喜爱饲养的宠物。美洲热带地区一些种类的蜥蜴的颜色也会从深褐色变成绿色，被误认为变色龙，在宠物商店销售的一些“变色龙”就属于这一类。

变色龙在地球上的生存历史十分古老。已知最古老的变色龙于古新世中期（5800万年前～6100万年前）生活在中国，其他的包括下中新世（1300万年前～2300万年前）生活在捷克、德国的变色龙，以及上中新世（500万年前～1300万年前）生活在肯尼亚的变色龙。由于如今在非洲、欧洲和亚洲地区都发现了变色龙的化石，可以想象，变色龙曾经在地球上的分布比今天更为广泛。

由于环境污染和人类滥伐森林的行为，变色龙的许多种类都已经濒临灭绝。

变色龙的身体结构

与大多数蜥蜴相比，变色龙的身体不太长。最小的迷你变色龙，其雄性体长只有15毫米，是世界上最小的爬行动物之一；最长的奥力士变色龙，其雄性身长最长达68.5厘米。不同种类变色龙的模样不相同。许多变色龙的头部或面部有一些突起的装饰，如鼻部的突起，头上的角状突起或冠状突起等。雄性通常比雌性更会“装扮”自己。

一些种类的变色龙，从尾部到颈部，沿脊椎长有一条尖峰状的突起。不同种类及不同个体变色龙的尖峰状的突起程度和大小各不相同。关于变色龙的这一特征的具体功能，一直没人拿出有说服力的解释。

雄性杰克逊变色龙的脑袋上长有三个脊角，一个角在口吻部，两个角在眼睛上方。就是这三个角，让它们看起来像古生代的三角龙恐龙。雄性杰克逊变色龙在与其他雄性同伴为领地或配偶打架时，可能用得上这些脊角。在打斗时，雄性杰克逊变色龙舞动起它们脑袋上的角，就像中世纪骑士挥舞手中的长矛一样。另外，脊角还有助于它们吸引异性和辨认同类。而雌性杰克逊变色龙的角并没有充分发展起来，它们的脑袋上只有三个微微突起的小疙瘩或一个略尖的突起物。

变色龙脚的结构形态非常适应于它们的树栖生活方式（虽然有的种类也适应了地面生活）。变色龙的每只脚上都有五个脚趾，以两个脚趾和三个脚趾分为两组对趾，呈夹钳状，非常适合于变色龙在树上的攀援生活，无论是细窄的还是粗壮的树枝，它们都能紧紧抓住。

在所有的爬行动物中，变色龙的眼睛是最有特色的。变色龙的上下眼睑形成环状的褶子，中间只露出一道细细的缝用来看外面的世界。变色龙的两只眼睛可以彼此独立地移动（旋转或聚焦），因而它们的眼睛拥有360度的弧形视野，可以同时观察两个不同的对象。例如，它们可以一只眼睛盯着食物，另一只眼睛不停地转动，观察周围环境是否有危险。如果发现猎物，它们的两只眼睛也可以集中于同一个方向，产生清晰的立体视觉和深度知觉。作为爬行动物来说，变色龙拥有极好的视力，可以看到5～10米外的一只小昆虫。

变色龙的眼睛既可以看到可见光，也可以看到紫外光。暴露在紫外光下的变色龙显得更活跃，更愿意晒太阳和进食，繁殖能力也更强。显然，紫外光对它们的大脑松果体产生了积极的影响。

变色龙的耳朵与蛇相似，没有外耳或中耳。因此，它们既没有耳孔，也没有耳膜。尽管如此，变色龙却不是聋子，它们可以听到频率范围在200～600赫兹之间的声音。

变色龙的舌头很长，有的甚至比自己的身体还要长。变色龙长长的舌头能够收放自如，需要时可从口中伸出，而且速度极快，每秒可延伸其自身体长的26倍的距离，伸出的舌头可在大约3000分之一秒时间里粘住猎物。变色龙舌尖上有覆盖着厚厚黏液的吸杯状结构，舌尖一旦粘到猎物，便迅速返回，将猎物送到口中。

变色龙的“食谱”

变色龙大多为卵生，有些为卵胎生。卵生种类的变色龙后3～6周产卵，变色龙准妈妈会从树上爬下，在地上挖一个10～30厘米深的洞（不同种类的变色龙挖的洞深度不同），然后在洞底产卵。体形较小的枯叶变色龙每次产卵2～4枚，而体形较大的高冠变色龙据说一次产卵可多达100枚。根据种类的不同，变色龙的卵经过4～12个月孵化出来。人工饲养的稀有品种的国王变色龙，据说需要24个月才能孵化出来。

卵胎生种类的变色龙，如杰克逊变色龙，有5～7个月的怀孕期，小变色龙出生时外面裹有一层黏稠的透明膜，变色龙母亲在它们栖息的树枝上将所有的卵一一挤压，直到透明膜破裂。小变色龙一出生便开始自由活动，在树上爬上爬下寻找食物或躲避天敌。变色龙妈妈怀孕一次最多可存活30个小变色龙。

变色龙通常都以昆虫为食，但一些体形较大的种类也以其他蜥蜴和幼鸟为食。以下是一些变色龙的“食谱”。

阿拉伯半岛的高冠变色龙属于食虫动物，但在无法获得足够的水的来源时，也以树叶为食。蟋蟀也是它们的食物之一，每天可吃多达15～50只大蟋蟀。

肯尼亚和坦桑尼亚北部的杰克逊变色龙的“食谱”就丰富多了，从蚂蚁、蝴蝶、毛毛虫、蜗牛、蠕虫、蜥蜴、壁虎，到各种两栖动物，从其他种类的变色龙，到树叶、嫩芽和浆果等植物，都是它们的食物。

欧洲、北非和近东的欧洲变色龙主要以黄蜂和螳螂为食，这样的节肢动物在它们的饮食中占3/4以上。温度变化会对变色龙的进食产生影响。

②乌贼的伪装

乌贼是无脊椎动物里的智者，拥有一些我们人类至今都不了解的能力，比如随意改变自己的皮肤色彩和花纹，伪装成漂浮的水草或海底的岩石，让人真假难分。

说到改变皮肤的色彩和花纹，与变色龙相比，无论是在程度上或变化的花样上，乌贼都有过之而无不及。乌贼的皮肤上每平方毫米拥有200个色素细胞，因此能够以丰富的色彩来装扮自己。在求偶竞争中，一些雄性乌贼甚至能夸张地以极其鲜明的斑马条纹来炫耀自己。乌贼还能利用其皮下肌肉来改变皮肤的纹理，例如从光滑变为粗糙，使得自己能够隐藏在海底的岩石堆中，轻易不会被发现。

地球上大约有100种乌贼，但由于它们巧妙的伪装术，肯定还有一些种类的乌贼至今尚未被人们发现。乌贼喜欢生活在可以很好隐藏自己的复杂环境中，如珊瑚礁和红树林沼泽地里等，如何适应这些复杂各异的环境，是对乌贼快速“变脸”能力的考验和挑战。

乌贼的皮肤既能像磨得光光的岩石表面一样光滑，也能变得像脑珊瑚一样参差不平。在一种动物身上出现截然不同的皮肤纹理，而且在瞬间就实现这种“变脸”， 乌贼是如何做到的呢？原来在它们的皮肤表面有一种叫做“乳突”的特殊细胞，它们就是靠这些细胞迅速“变脸”的，使皮肤呈现各种不同的花纹，与周围环境的色彩融为一体。生物学家发现，所有这些花案可归结为三种基本类型：统一均匀的，呈斑点状的，以及杂乱无章的。乌贼能够很知周围环境，进入这三种形式中的任意一种，然后再慢慢进行“微调”，以达到更好地隐藏自己的目的。

有一种炫眼的火焰乌贼，正如其名字一样，当有捕食动物靠近时，它们往往会变幻成明亮的红色和黄色，就像一团火焰一样，似乎在警告捕食者：“我可是有毒的哦！”火焰乌贼只有几厘米长，其行动方式与其说是游动，不如说是走动。像其他所有的乌贼一样，它们可以收缩和扩展色素细胞周围的肌肉，随心所欲地改变皮肤的颜色。有几个种类的乌贼，包括白斑乌贼和欧洲横纹乌贼，还会使用它们奇妙的“变身术”来催眠猎物。它们不但有包含各种色素的色素细胞，另外还有两种能够反射光线的细胞：红色素细胞和白色素细胞，可以使皮肤变得晶莹透明。白斑乌贼和欧洲横纹乌贼在捕食时，身体几乎透明，虾类和其他一些海洋生物会纷纷上当，沦为它们的猎物。

在澳大利亚南部水域，当数千条巨大的伞膜乌贼聚集在一起进行繁殖时，雄性乌贼以它们条纹状的皮肤花纹来显示其雄性魅力，它们可以将这种斑马样的条纹保持几个小时，就像部落民族一样，在作战前往身上涂抹干粉颜料，以雄纠纠的气势让竞争对手望而却步。（编译 方陵生）

乌贼独特的身体结构

乌贼有两根长长的触须，可用来捕获猎物。乌贼还有八个触手，专门用来将猎物牢牢抓紧。当鱼虾等食物游近时，乌贼会改变皮肤的颜色，同时舞动触手，对猎物施展其神奇的催眠术，引诱猎物进入触手可及的范围内，然后出其不意地抓住猎物。乌贼的触手还是重要的防御武器，有敌情出现时，乌贼将水吸进触手的外套腔内，舒展开来，身体体积倍增，以此来向敌人展示自己的强大。

乌贼的喙看起来和鹦鹉的喙非常相似，但通常人们是看不到的，因为它被深深隐藏在乌贼八条触手的根部处。乌贼的喙可用来帮助制服猎物，并用嘶咬的方法来抗拒其他捕食动物，保护自己。像乌贼骨一样，不同种类乌贼的喙也不尽相同，科学家可以通过乌贼的遗骸来确定在某一海域里生活着哪些种类的乌贼。

乌贼大脑与身体之比是无脊椎动物中最大的，甚至超过章鱼。乌贼大脑可以处理来自各种感官系统的信息，包括视觉、味觉，甚至还有对“声音”的感觉（不过是以压力波的形式）。根据科学家对头足类动物的研究，乌贼可以利用视觉线索来走出迷宫，其智力可与章鱼或像鸽子这样的陆地动物相媲美。

乌贼骨是乌贼身体内部多孔的甲壳，起到帮助控制浮力的作用，与鱼鳔的作用相仿。不过，与鱼类帮助游泳的鱼鳔有所不同，鱼鳔可随着潜水深浅的不同扩张或收缩。乌贼骨的前部腔室里充满空气，而后部腔室里则充盈着海水。乌贼改变乌贼骨腔室内的水和空气的密度需要花费几个小时的时间，但它们可依靠其专门的鳍来控制自己在水中的位置。

虽然乌贼天生色盲，但按身体的比例来说，乌贼的眼睛显得很大，它们与众不同的“W”形瞳孔还可帮助它们控制进入眼睛的光线的强度。乌贼拥有动物王国中高度进化的眼睛，能在能见度极低的环境中视物，还能探测到偏振光，从而大大提高了它们对光线的感知能力。

乌贼波浪形的鳍由于没有硬骨和软骨的支撑，游动起来比其他鱼类更为灵活。鳍可以让乌贼向任何方向移动，向后，向前，甚至是绕圈。当体形较小的雄性乌贼假扮成雌性游过较大的雄性乌贼身边以图接近雌性乌贼时，更是将鳍的这种运动和定位功能的灵活性发挥到了极致。乌贼体内有一个外套腔，乌贼可以利用这个外套腔作喷气推进式运动，但它们通常是依靠特殊的鳍来支持基本的运动，并维持恒定的速度。具有多种功用的外套腔对于乌贼的运动能力来说相当重要。为了迅速逃离掠食性动物，乌贼先将水吸进外套腔，然后强有力的外套腔肌肉一使劲，就将水以极大的力量喷射出去，从而获得向相反方向快速逃窜的助力。水从一个可移动的漏斗状身体部件中喷射出来，这个“漏斗”能够控制喷射的角度。外套腔还能协助呼吸，将水带进乌贼的鳃中，使血液中含有足够的氧气。

乌贼外套腔里有一个深色的墨囊。像其近亲章鱼一样，这是它们在遇到捕食动物时的最后一招逃命招术。乌贼在感知到危险时，可使用墨囊喷射出墨汁，在这层“烟幕弹”的掩护下快速逃离。乌贼的墨汁里含有多巴胺和左旋多巴，对于那些以气味来捕食的捕食动物，还可起到暂时麻痹其嗅觉的作用。

乌贼有一对橘黄色的鳃，从海水中吸入氧气送入血液循环中。乌贼有三个心脏，两个心脏将血液泵送到鳃里，另一个心脏将含氧的血液输送到身体其他部位。乌贼的血液里含有血蓝蛋白，因此乌贼的血是青绿色的，血蓝蛋白是一种含铜的蛋白质，是包括乌贼、章鱼和鱿鱼在内的头足类动物所特有的，血蓝蛋白的作用是将氧气输送到身体各处，而哺乳动物则用含铁的血红蛋白来完成。

虽然乌贼不具备听力，但它们却能依靠其发达的侧线孔系来感知海水中的低频震动。通过扫描电子显微镜可以发现，乌贼的侧线孔系是由成千上万个被叫做“毛细胞”的感觉细胞组成的，这些细胞对75～100赫兹的低频噪声特别敏感。一项生理学研究表明，在完全的黑暗中，健康的乌贼可以捕捉到周围猎物的50%，而侧线孔系不健全的乌贼只能捕捉到30%。侧线孔系毛细胞还能让乌贼及时发现虎视耽耽的捕食动物，具备防御敌人的作用。

奇特的求偶

在繁育季节里，乌贼的雌雄比例通常会严重失调，一只雌性乌贼可能要面对多只甚至十只以上雄性乌贼的强大攻势。因此，雄性乌贼之间争夺配偶的竞争非常激烈。而一些个头较小的乌贼为了达到的目的，采取了一种特殊的策略——将自己伪装成雌性乌贼。它们从大个头的雄性乌贼身下偷偷地向雌性乌贼游过去，而雌性乌贼通常也愿意接受这种“男扮女装”者。有时，假冒者甚至可以达到以假乱真的地步，以至于两个“男扮女装”者互相被对方愚弄而试图。

乌贼的方式非常奇特。在找到合适的伴侣后，雄性乌贼用触手将其含有的精囊送入雌性乌贼的口腔区内（那里是雌性乌贼存放雄性乌贼精囊的地方），精囊会一直存放到给卵受精的时候。由于雌性乌贼可能会接受多个求爱者，因此雄性乌贼有时会先将水喷进雌性乌贼的口腔内，冲掉在它之前者的精囊。雌性乌贼在隐蔽安全的地方产卵，如岩石下或空贝壳里，然后用触手将储存的精囊抹到每一个产下的卵的上面。

擅长伪装的动物

在弱肉强食的动物王国里，动物为了生存，必须要有聪明的生存策略，而动物界最令人惊讶的生存策略之一就是动物的伪装。一些动物为了隐藏自己或猎取食物，会将自己伪装成植物或地被植物，甚至模仿成其他动物。色彩在动物的伪装中起着十分重要的作用。下面是动物世界里的一些利用自身皮毛色彩“隐身”的动物。

北极熊

对于体形庞大的北极熊来说，其他熊和人类偷猎者是它们面临的最大威胁。但北极熊拥有一身雪白的皮毛，在北极的冰天雪地中，与令人眩目的冰雪世界融为一体，可在很大程度上避免被发现。北极熊全身只有鼻子和脚垫处无皮毛覆盖。

豹

无论它们的皮毛是带斑点的（适合于藏匿在阳光斑驳的非洲内陆地区）还是黑色的（是朦胧夜色中潜行或潜伏的最好伪装），这种优雅而致命的猫科动物是天生的伪装大师，无论是兔子、年幼的水牛，还是猴子，在隐藏于暗处豹子的突然奇袭下，都不会有逃脱的机会。

海龟

如果你是一条鱼，想在附近一块大石头上休息的话，最好三思而后行，因为你眼前一动不动的大石头，有可能是随时都会张嘴咬来的大海龟。大海里有着数百个品种的海龟，它们会利用伪装来迷惑猎物，并躲避来自短吻鳄这样的大型食肉动物的掠食。但遗憾的是，它们的伪装再巧妙，也不能保护自己逃过偷猎者的渔网。

北极雪鸮

雪鸮是生活在北极的一种白头鹰，也有人称之为“雪鹰”。它们生活在北极的苔原地带，那里是寒冷而贫瘠的冰雪世界，全身雪白的羽毛不仅能让它们抵御严寒，还能让它们避免被北极的一些掠食性动物如狐狸和狼等发现。

树皮甲虫

对于大多数昆虫来说，鸟类是最可恶的“坏蛋”，而对于悬挂在世界各地树木上的树皮甲虫来说，尤其如此。为了能在大自然的鸟舍中更好地隐藏自己，树皮甲虫的伪装色与树木融为了一体，看上去它们是树木本身的一部分。

须鲨

如果你在澳大利亚和新几内亚岛的浅水海域里潜泳，不妨留意一下色彩绚丽的须鲨，不过你很难发现它们。这种鲨鱼会平躺在海床上，身上的斑点状的线条看上去就像岩石和珊瑚。它们更巧妙的伪装是下巴处的一小撮看起来像海藻的“胡子”，游到它们嘴前的猎物，在还没发现被什么样的敌人偷袭之前，就已经被一口吞噬了。

蛱蝶

蛱蝶又叫枯叶蝶，它们可以惟妙惟肖地伪装成一片叶子，伪装的叶柄，伪装的叶脉，还有与枯叶一般无二的颜色。鸟从它们身边经过时甚至不屑一顾，因为在鸟的眼里，这种生活在东南亚的蝴蝶看起来更像枯叶，而不像昆虫。

加蓬蝰蛇

加蓬蝰蛇是地球上最毒的蛇之一。加蓬蝰蛇的皮肤呈斑驳的棕灰色，可以更好地隐藏起自己的身体，不被猎物发现。它们通常隐藏在非洲热带雨林的枯叶层中，或森林底层的泥炭地中，悄无声息地潜向丝毫没有察觉它们的猎物旁边。

龙蜥

蜘蛛、蛇、鸟，甚至其他种类的蜥蜴都希望能有龙蜥那样的“隐身衣”。悬挂在树枝上的龙蜥不但几乎是隐形的，而且它们能够一直保持静止不动，因为它们知道，哪怕是极细微的动作，它们都有可能被天敌发现。虽然这样的生活似乎太沉闷了一些，但至少可以生存下去。

花螳

小心！当你想去闻花香的时候，里面可能正隐藏着一只花螳。非洲西部的花螳会伪装成五彩缤纷的花的雌蕊和雄蕊，诱骗一些小昆虫进入花香扑鼻的花朵，然后一口咬住，成为它们的午餐。